Разумеется, помимо научных сотрудников Hewlett-Packard исследованиями мемристоров занимаются и другие коллективы учёных. К примеру, в американском Университете Райса разрабатывают такие элементы памяти не из диоксида титана, а из гораздо более дешёвого оксида кремния, который легко получить из обычного песка. Расчётная толщина слоя оксида кремния составляет от 5 до 20 нм, скорость переключения - не более 100 нс. В Университете Райса была также успешно решена задача многократной записи в ячейки памяти на основе мемристоров из оксида кремния.
В американском Национальном институте стандартов и технологии (NIST) была разработана технология изготовления гибких элементов памяти на основе мемристоров из диоксида титана. В качестве подложки был использован полимерный материал, а получившийся элемент сохраняет работоспособность после четырёх тысяч циклов изгиба.
В апреле 2010 года в HP объявили о существенном прогрессе в исследованиях мемристоров: в лабораториях компании разработаны образцы ячеек со стороной 3 нм и скоростью переключения около одной наносекунды. Кроме того, учёным удалось создать трёхмерный массив таких элементов, способный выполнять логические операции и работающий аналогично синапсам - "сигнальным линиям" между нейронными клетками в мозгу человека. Скорость передачи сигнала по синапсу зависит от времени активации нейронов: чем меньше временной промежуток между активацией, тем быстрее передаётся сигнал по синапсу. Точно так же работает и массив мемристоров: при подаче тока с промежутками в 20 мс сопротивление мемристора вдвое меньше, чем при 40-мс промежутках.
По словам Стэнли Уильямса, менее чем через три года 3D-массив мемристоров позволит размещать 20 Гбайт данных в объёме 1 см3, сравнимом с кусочком сахара. Если же использовать достаточное количество мемристоров, то теоретически возможно создать действующую модель мозга - и не просто с возможностью вычислений, но и с функцией самообучения.
Исследования в области искусственного интеллекта, а конкретнее по созданию искусственного мозга на базе мемристоров, ведутся также в Университете штата Мичиган под руководством Вея Лу. Здесь была построена модель мемристора на основе слоя из смеси серебра и кремния и вольфрамовых электродов, причём в ближайших планах учёных - создание больших схем, состоящих из тысяч таких элементов.
Уже изученные свойства мемристоров позволяют говорить о том, что на их основе можно создавать компьютеры принципиально новой архитектуры, по производительности значительно превышающие полупроводниковые. Современные компьютеры построены на базе архитектуры фон Неймана: и данные, и программы хранятся в памяти машины в двоичном коде, причём вычислительный модуль отделён от устройств хранения, а программы выполняются последовательно, одна за другой. Прогрессивная в середине прошлого столетия, такая архитектура сегодня уже не отвечает требованиям, предъявляемым к компьютерной технике: программы стали намного сложнее, а объёмы обрабатываемых данных выросли на порядки, если не в десятки порядков.
Компьютер на базе мемристоров может стать существенным шагом вперёд, поскольку он способен моделировать работу человеческого мозга, в котором нет какого-то единого центра сбора и обработки информации. Каждый блок получает, перерабатывает и передаёт в другие блоки, на мышцы, органы чувств свои массивы данных, ничтожные по сравнению со всем объёмом поступающей информации. По недавним подсчётам, чтобы построить модель коры мозга человека из современных компьютерных комплектующих, потребуется как минимум 150 000 процессоров и 144 Тбайта одной только оперативной памяти, причём речь не идёт даже об интеллекте уровня младенца.
В мемристорном компьютере параллельно и независимо друг от друга работают множество модулей, а возможность запоминать и оперировать неограниченным множеством значений от 0 до 1 означает, что исполняемые программы не ограничены двоичным кодом. Более того, станут в принципе ненужными отдельные аппаратные компоненты компьютера - процессоры, видеочипы, память и жёсткие диски; машина будет архитектурно однородным устройством, где одновременно будут храниться все данные и проводиться все операции с ними. Для апгрейда достаточно будет установить дополнительные мемристорные модули, а для ремонта - заменить вышедшие из строя.
Мемристорный компьютер не надо будет "загружать": сразу после включения он будет готов продолжить работу, причём с того самого места, на котором она была прервана. По сравнению с современной техникой, энергопотребление мемристорных машин будет ничтожным, а вычислительная мощь просто гигантской.
Учитывая, что до серийного производства мемристоров остался буквально один шаг, очень может быть, что именно мемристорный компьютер станет промежуточной ступенью на пути к квантовому компьютеру.
Автор: Сергей Голубицкий
Опубликовано 03 февраля 2011 года
Мне вот интересно: где пролегает граница между случайностью и предопределением? Сколько должно повториться случайностей в ряд, чтобы перерасти в судьбу? Стать оменом, знаком, символом, предначертанием чего-то более сложного и загадочного, чем последовательность рукодельных поступков, причин и следствий...
Вчера случился один из таких дней. Из тех, что принято называть знаковыми. Переполненный, на мой взгляд, совершенно невозможными совпадениями, случайностями, которые привели к непоправимым последствиям в моей жизни (мизерным и смешным - на фоне вечности, разумеется!) и в чужой жизни (а вот тут уже - последствиям переломным и связанным с той самой вечностью). Вы еще со мной? Тогда слушайте!
Накануне вечером по дурной форточной привычке (сколько уже раз бил себя по рукам: ну не лезь со своим кривым уставом в чужой монастырь! но все впустую) запустил Дисковую Утилиту, которая проверяет на Маке состояние файловой системы и пресловутых юниксных прав. Ошибок на диске не обнаружилось (как всегда), зато появились неправильно распределенные права (тоже как всегда). Неправильные - на взгляд утилиты. Исправил, перегрузился. Почему-то не захотелось грузиться MyClippings - это маковый аналог множественного клипборда, который хранит 10-20-30 (сколько задашь) последних записей в буфере обмена.
Такое уже случалось пару месяцев назад (как теперь понимаю, по той же причине: из-за неправильно распределенных Дисковой Утилитой прав на файлы базы данных), и разработчик подсказал решение: "Восстановить резервную копию из Time Machine". Которой, как вы понимаете, у меня с собой сейчас нет (ах да, вы же не можете понимать: ну так вот - я уже две недели как в больнице).
Это предыстория. Теперь сама последовательность "случайностей". Мне нужно перевести деньги со счета в Райффайзенбанке. Онлайн-терминал у этого банка очень удобный (вернее, не у Райффайзена, а у Импексбанка, который Райффайзен скушал пару лет назад, я же давно был клиентом Импексбанка) и одновременно очень кривой, потому что сделан на ActiveX (вот ужас, да?!).
В больнице у меня только мой Макбук Про, поэтому соединяюсь по TeamViewer с Sony Vaio, постоянно работающим дома, вхожу в Internet Explorer, дай бог ему здоровья, запускаю страницу доступа к так называемому Электронному Офису банка и вижу сообщение, что завтра у меня истекает год после генерации последней пары ключей (секретного и публичного), поэтому нужно создать новую пару. Не вопрос!
Запускаю процедуру, долго, мучительно долго вожу мышкой по экрану, генерируя случайные числа, потом создаю новый пароль доступа. Первая засада: я бы с удовольствием оставил старый, потому как он и так хорош, ан нет - нужно новый. Слегка модифицирую - не канает: нужно больше знаков. Добавляю знаки - не канает: непременно нужно заглавные буквы и прописные. Добавляю прописные - не канает: непременно нужно, чтобы было *&@#{ и прочие хрензнаки.
Моя фантазия мне в этом момент отказывает, и я запускаю утилиту 1Password, без которой давно уже жить в сети нельзя. В ней - генератор случайных надежных паролей. Выдает монстра вроде Ghshjk&&*++_dkh#RwW. Копирую в буфер обмена и ввожу в окно MSIE на Vaio. Все замечательно: остаюсь один на один с моим счетом - harassment закончился как минимум еще на один год. Записываю для верности пароль в MacJournal - программу, в которой храню всю информацию подобного рода, а заодно и пишу все свои статьи во все журналы: очень удобно, когда все хранится в одном месте, а справа в столбик полное иерархическое дерево файлов.
Следующая "случайность": ладно, думаю, давай-ка проверим, как все работает с новыми ключами, которые записал на флэшку, вставленную в Vaio, и с новым паролем! Закрываю браузер и собираюсь открыть снова, но тут вспоминаю, что забыл сделать важный звонок. Откладываю банковские микродела на пяток минут, запускаю уже на Маке замечательную (как мне думалось до последнего времени) Voice-IP утилиту от отечественного разработчика (почему-то большинство проблем в моей айтишной жизни всегда случались при взаимодействии с отечественными разработчиками - к чему бы это?).
